1 前言

　　我單位為典型的單件小批生產型企業，近年來數控設備大量增加，如何充分利用數控設備、高效規范地管理NC程序，一直是困擾著生產人員的重要問題。在經過長時間的技術跟蹤與調研后，2008年我們引進了CIMCO DNC數控機床聯網系統，并實現了DNC系統與ERP系統的無縫集成，解決了NC程序傳輸和管理等瓶頸問題。

　　2 聯網前的主要問題

　　在聯網前，在程序傳輸和管理方面主要存在以下問題。

　　1）數控機床使用的數控系統種類多，接口及通信方式差異大。控制系統有Siemens、Heidenhain、FANUC、Mazatrol、廣州數控等多種，用普通傳輸方法難以實現統一管理。
　　2）用臺式機或筆記本電腦傳輸程序，頻繁的熱插拔易燒壞機床及計算機接口，并且臺式機、筆記本在車間里擺放無序，給現場管理帶來困難。
　　3）機床存儲器里的程序反復刪除和手工輸入，效率低，容易出錯，大大影響了機床的生產效率。
　　4）數控程序保管混亂，可追溯性差，三維模型圖、刀具清單、夾具清單等關聯文件容易混淆，存在一定的安全風險。
　　5）程序不同版本之間的比較需要人工完成，費事費力、容易出錯。
　　6）在程序調試階段，數控機床和電腦不能實時通信，有許多在電腦上編制的程序到機床上調試更改后不能及時更新，電腦中保存的仍是老版本程序，下次調用還需要重新調試修改。
　　7）數控程序沒有權限管理和流程管理，程序的修改和管理無法責任到人。
　　8）修改后的程序不能自動模擬，容易出錯，存在批量報廢風險。

　　3 系統選型

　　3.1 硬件

　　除了局域網所必備的硬件以外，我們采用了MOXA單串口服務器5110。它一端是RJ45以太網接口，通過屏蔽雙絞線與交換機相連，另一端是RS232接口，通過串行線與機床接口連接。

　　3.2 軟件

　　3.2.1 機床聯網與遠程通訊

　　選用CIMCO DNC-MAX V5。CIMCO DNC-MAX V5用一臺服務器負責所有機床的程序傳輸，程序的遠程調用、上傳和下載、遠程比較等工作可由操作人員在機床操作面板上直接完成。服務器無需專人值守，能自動響應機床端發來的指令，實現在線加工。它同時具有良好的擴展性和不同系統的兼容性，新增設備只需增加端口即可。

　　3.2.2數控程序的編輯與仿真                

　　選用CIMCO Edit V5。CIMCO Edit V5是一套可以對NC程序進行編輯、數據處理、智能比較、加工時間統計、以及三維實體仿真/五軸軌跡仿真的應用程序，給編程人員提供了一個方便的手工編程和手工修改程序的平臺。

　　3.2.3數控程序的數據庫管理

　　選用CIMCO NCBase。CIMCO NCBase 是一套基于Oracle數據庫開發的高端數控程序管理系統。它除了可以對程序號、圖號、零件號、機床、用戶信息等進行管理外，還可以對程序注釋、三維實體造型、刀具清單、產品結構樹、工藝裝備、作業指導書等與程序相關的信息進行管理。編程人員、操作人員等可隨時瀏覽工件的相關實體，而這在以前必須要用UG或其它的CAD/CAM軟件才可實現，可以說實現了從程序編制到生產現場文件有效銜接。此外它還具有權限設置、版本管理、自動產生管理記錄等功能。

　　4 方案實施
　
　　4.1 系統網絡規劃

　　DNC網絡規劃圖見圖1。

圖1  DNC網絡規劃圖

　　1）服務器。考慮到機床布局比較集中，因此設立一個DNC-Max／NCBase數據庫服務器，負責管理整個工廠的數控程序傳輸和管理，程序的調用和上傳由操作者在機床端完成。機床每次傳輸程序（包括上傳、下載和在線）都能夠自動進入NCbase數據庫，同時自動產生程序傳輸日志。
　　2）管理客戶端。在編程人員辦公室和車間各個班組都設立一定數量的數據庫節點，編程人員的數據庫節點可以向各機床下發數控程序，可以瀏覽數據庫內的程序和各種信息，也可以進行程序的編輯與仿真。通過機床組的數據庫節點，各機床操作人員可以對各自機床的數控程序進行管理。
　　3）傳輸客戶端。在工廠局域網服務器設立一個傳輸客戶端。傳輸客戶端用于管理人員監控整個網絡DNC傳輸運行情況，幫助分析傳輸問題，監控各個通訊端口傳輸日志。
　　4）現場觸摸屏。考慮到車間的布局和環境，在車間現場配備了兩臺觸摸屏，安裝了CIMCO EDIT、NCBASE等軟件，可方便現場人員查看工藝文件及進行程序的仿真。

　　4.2 數控程序管理流程

　　1）程序編制

　　采用集中編程管理，專人負責編制數控程序。流程為：編制——審核——驗證——機床程序回傳。編程員編制好特定程序后，發起流程，將任務傳遞給審核員，當審核員登錄NCBASE時，會有相應的任務提示，對程序審核無誤后，程序就可以下發機床驗證，之后機床程序會回傳到服務器。系統管理員將經過機床檢驗過的程序固化在相應的產品結構樹的節點下，下次下發機床直接從該節點調用即可。

　　2）權限設置

　　系統管理員有管理全廠NCBASE數據庫的權限，負責產品結構樹節點的添加，對流程進行定義和調整，對數據庫和工廠ERP系統數據進行維護；編程人員有與數控程序相關的全部權限；對于其它工藝人員、生產管理人員、檢驗人員只賦予程序瀏覽權限。

　　3）數據的備份

　　CIMCO DNC系統的各個模塊都有一鍵備份的功能，NCBASE數據庫還有自動定期備份的功能，設定完成后，每天的數據都會備份到服務器上。考慮到安全性問題，實施網絡同步備份，即數據同步備份到另外一臺服務器上。

　　5 與ERP系統的集成

　　我單位2005年就已經成功應用了ERP系統并建立了大量的生產數據，因此實現DNC系統與ERP系統的集成具有重要的意義。

　　集成方案如下：由ERP系統將產品結構信息（不是全部而是與數控相關的）導入DNC系統，供其建立管理結構樹，ERP系統與DNC系統的產品結構信息數據保持同步一致，實時更新。DNC系統實時地把每個零件相關程序的最新狀態反饋給ERP系統，相關人員在ERP中通過產品結構樹的零件節點查看相關信息。這樣，DNC系統就和ERP系統實現了雙向訪問，生產部門可以通過ERP系統實時查詢車間數控機床的程序及相關文檔，同時DNC系統也準確地將程序內容和現有的信息資源關聯起來，防止了多頭管理。

　　具體集成示意圖見圖2。

圖2　DNC和ERP集成示意圖

　　6 效果

　　CIMCO DNC數控機床聯網及管理系統在我單位成功實施后，明顯地規范了數控程序的管理，提高了機床利用率和生產效率。通過和ERP系統的集成，將企業的生產管理和技術管理統一在一個數字平臺上，為企業的高效運營發揮了重要作用。